Mạ crôm dùng để phục hồi các chi tiết bị hao mòn như các thân dẫn hướng của xupáp con đội, các cổ trục của trục phối khí, các loại chốt, ắc, các loại xéc măng, xylanh, v.v… và dùng để mạ bảo vệ trang trí cho các chi tiết như các tay vịn, các
nút điện và một số chi tiết khác. Crôm có các tính chất cơ bản là độ cứng cao (HB
700÷800), chịu được nhiệt độ tới 5000oC, tính chống ăn mòn và chống mài mòn cao. Không bị axít tác dụng cùng với tính chịu nhiệt và tính chống mòn cao đó là tính chất cơbản của crôm cho phép mạ cácchi tiết làm việc ở môi trường khí như xécmăng, xylanh. Ngoài ra l ớpmạ crôm có độ ròn cao và bôi trơn kém.
-Sơ đồ nguyên lý thiết bị mạ crôm:
Thiết bị mạ crôm được thể hiện trên (hình 2.4). Thân bể là một thùng hình chữ nhật được hàn từ thép tấm dầy (4÷6) mm. Thân bể được đặt trong một thùng hàn khác dùng làm vỏ. Khoảng không gian giữa thân bể và vỏ có chứa nước dùng để hâm nóng đều đặn chất điện phân và duy trì nhiệt độ của nó ở những giới hạn nhất định. Nước trong vỏ bể được hâm nóng bằng hơi nước hoặc bằng điện. Để bảo vệ bề mặt bên trong của thành bểkhỏi bị tác dụng phá hoại của chất điện phân ng ười ta lót bể bằng một loại vật liệu có độ bền hóa học cao so với chất điện phân v à có độ bền cơ khí cao như chì, viniplát, hoặc các tấm ma tít. Trên thành bể có đặt miệng quạt hút để thải các chất bay hơi độc hại ra ngoài. Kích thước của các bể được chọn tùy thuộc vào kích thước giới hạn và số lượng các chi tiết mạ trong bể.
Trong quá trình mạ crôm người ta thường dùng các anốt không tan bằng chì hoặc hợp kim của chì với 6% ăng-timoan (Sb). Sở dĩ không sử dụng các anốt tan bởivì khi tan trong chất điện phân, do hiệu suất dòng điện thấp nên sẽ sinh ra một
lượng dư crôm và như vậy bể sẽ không làm việc bình thường được. Như vậy, việc kết tủa crôm trên katốt gây ra sự giảm nồng độ crôm trong chất điện phân, vì vậy chất điện phân phải được bổ sung ôxýt crôm một cách liên tục. Katốt trong bể mạ chính là các chi tiết cần mạ.
Để cấp dòngđiện một chiều cho bể mạ người ta sử dụng các cầu nắn dòng hoặc
các máy phát một chiều.
Hình 2.4.Sơ đồbể mạcrôm.
1- Thanh treo katốt; 2- Thiếtbịtreo; 3- Thanh treo anốt; 4- Miệngquạthút; 5- Vỏbể; 6- Nước hâmnóng; 7- Lớplót bể; 8- Thân bể; 9- Katốt (chi tiết); 10- Anốt; 11- Chất điện
phân; 12- Dây hâmnóng; 13- Giá đỡ. -Bản chấtquá trìnhmạcrôm:
Đặc điểm của mạ crôm là dung dịch mạ không phải là dung dịch muối crôm mà
là dung dịch ôxút crôm, cực dương không phải là thanh crôm nguyên chất mà là một tấm chì (Pb), trong quá trình điện phân chì không tham gia phản ứng hóa học.
Trong quá trình mạ, ngoài lượng kim loại crôm bám lên cực âm ra còn một lượng khí rất lớn cũng đ ược thoát ra ở âm cực âm do đó sẽ giảm thấp hiệu suất dòng điện. Do khí hyđrô bámở âm cực nhiều nên điện trở lớn lại cần da lớn cho nên hiệu điện áp cũng càng lớn, vì vậy quá trình mạ crôm là một quá trình tương đối phức tạp. Cho đến nay chưa có một kết luận nào hoàn hảo về vấn đề này cho nên ta tạm xét quá trình mạ crôm như sau:
a)Ởkatốt
CrO3+ H20 = H2CrO4, (axitcrômic), [3. Trang 153] - Crôm được trunghòaởkatốtvà bám lên anốt.
H2CrO4 + 6H+ + 6e Cr + 4H2O [3. Trang 153] - Ion hyđrô được trunghòavàbay ra.
2H+ + 2e H2 [3. Trang 153] - Crômhóatrị6 trở thànhhóatrị3.
H2CrO4 + 6H+ + 3e Cr+ 4H2O [3. Trang 153] Trong quá trình diễn biến ở cực âm, năng lượng dùng vào việc kết tủa kim loại crôm chỉ là một phần nhỏ, còn đại bộ phận năng lượng dùng vào việc làm thoát hyđrô. Chính vì vậythấp.
b)Ởanốt
- Giảiphóng ôxy rakhỏi cực dương.
4OH-- 4e O2+ 2H2O [3. Trang 153]
- Crômhóatrị3 ôxyhóathành crômhóatrị6.
2 Cr+++ + 8H2O – 3e 2H2CrO4 + 6H2 [3. Trang 153] Trong hai hiện tượng trên, hiện tượng giải phóng ôxy ra khỏi cực dươngchiếm ưu thế, do đó bọt ôxy sủi lên ở cực dương rất mãnh liệt. Trong chất điện phân có thành phần của H2SO4 tham gia. Sở dĩ làm như vậy là vì khi dung dịch mà không có H2SO4 thìở cực âm không có crôm nguyên chấtxuất hiện, mà sẽ xuất hiện muối crôm hóa trị 2 hoặc hóa trị 3 màu nâu. Khi có H2SO4và Cr+++sẽ hóa hợp với nhau và tạo thành muối Cr2 (SO4)3có thể hòa tan trong nước. Do đó trên cực âm xuất hiện crôm nguyên chất. Đối với loại dung dịch có nồng độ loãng thì năng lực mạ đều lớn, độ cứng của lớp mạ cao, lượng điện tích ở dạng khí bay ra ít nên hiệu suất
dòng điện lớn và lượng CrO3 hao tổn cũng ít. Song vì dung dịch loãng nên lượng
ion ít, điện trở của dung dịch lớn n ên đòi hỏi điện áp mạ phải cao, mặt khác do dung dịch loãng nên tỷlệ giữa ôxýt crôm CrO3 vàaxít sunfuric H2SO4 luôn luôn thay đổi do đó phải thường xuyên điều chỉnh chất điện phân. Ngược lại, đối với loại dung dịch nồng độ đậm đặc thì khả năng mạ sâu lớn lượng ion trong dung dịch nhiều, do
đó điện trở nhỏ và như vậy điện áp mạ yêu cầu cũng nhỏ. Tỷ lệ giữa ô xýt crôm CrO3và axít sunfuric H2SO4thay đổi tương đối chậm, do đó thời gian cần thiết để điều chỉnh dung dịch cũng kéo dài hơn. Song, lượng điện tích ở dạng khí thoát ra cũng lớn do vậy hiệu suất dòng điện sẽ nhỏ và tóm lại lượng CrO3 hao tổn do hơi mang theo khi bốc ra cũng nhiều hơn.